(57)【要約】  【課題】タイヤが安全使用限界にあることを外部から容易に認識することができるようにする。  【解決手段】トレッド部３に発光ユニット７を埋設する。発光ユニット７は圧電バイモルフ素子１３を内蔵する発電発光部８と発電発光部８の先端に固設する軟性導光部９とを備え、軟性導光部９の先端面をトレッド部３の使用限界位置６付近に設ける。走行時、発電発光部８に設けた圧電バイモルフ素子１３が揺動して起電力が発生すると、この起電力によりＬＥＤ１２が発光する。タイヤ１が摩耗して軟性導光部９の先端面がトレッド面３ａに露呈すると、ＬＥＤ１２からの光が軟性導光部９を介して外部に出射される。後続車両の運転者は先行車のタイヤ１から光が出射されていることを視認することで、当該タイヤ１が安全限界に達していることを認識し、車間距離を開けるなどの危険回避操作を行う。【選択図】図３
2005343393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部応力を受けて起電力を発生する発電素子と該発電素子の起電力で発光する発光体とを備える発光ユニットをタイヤトレッド溝間のタイヤトレッド部に埋設し、
上記発光体からの光をタイヤトレッド面から外部に出射する
ことを特徴とする車両用タイヤ。
【請求項２】
上記発光ユニットに上記発光体からの光を上記トレッド面へ導く導光部が設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の車両用タイヤ。
【請求項３】
上記導光部は有色部位を備えている
ことを特徴とする請求項２記載の車両用タイヤ。
【請求項４】
上記導光部は２色以上の有色部位の組み合わせで形成されている
ことを特徴とする請求項２記載の車両用タイヤ。
【請求項５】
上記導光部の先端が上記タイヤトレッド部に設定したタイヤ摩耗限界を示す使用限界位置付近に設定されている
ことを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の車両用タイヤ。
【請求項６】
上記導光部の先端が新品タイヤのトレッド面に臨まされていると共に、
上記導光部の上記タイヤトレッド部に設定したタイヤ摩耗限界を示す使用限界位置付近から上記新品タイヤのトレッド面までを光不透過部位とした
ことを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の車両用タイヤ。
【請求項７】
上記発光ユニットは上記トレッド面に対して該トレッド面の接地面から設定高さの位置に水平に配設されている
ことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の車両用タイヤ。
【請求項８】
上記導光部は上記トレッド面に対して該トレッド面の接地面から設定高さの位置に水平に配設されている
ことを特徴とする請求項２〜６の何れかに記載の車両用タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤが安全使用限界にあることを外部から視認できるようにした車両用タイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤは、車両における路面に接する唯一の部材であり、緩衝作用等の種々の機能を果たしており、通常は高圧空気を内部に保持して形成されている。タイヤの接地部となるトレッド部にはトレッド溝が回転方向に沿って多数形成されている。トレッド溝は、雨天時の水はけを良好にしてスリップを防止するために形成されているものであり、トレッド部が走行によって摩耗して、トレッド溝の深さが浅くなると、水はけが悪くなり、走行性能に著しい支障を来す。そのため、タイヤにはトレッド部の摩耗が安全使用限界に達したことを知らせるスリップサインが設けられている。
【０００３】
一般に、スリップサインはトレッド溝の底部を盛り上げて形成したものが多く、摩耗によりスリップサインがタイヤのトレッド面に露呈し、トレッド溝の一部が切れたような状態になったとき、タイヤが使用限界に達していることを認識する。尚、トレッド溝にスリップサインを設けた技術は、特開平５−１７８０２１号公報や特開平１０−４４７１９号公報に開示されている。
【特許文献１】特開平５−１７８０２１号公報
【特許文献２】特開平１０−４４７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この種のスリップサインは、大きさが小さく、且つタイヤと同色であるため見分けがつき難いという問題がある。
【０００５】
更に、スリップサインがトレッド溝の底部を盛り上げて形成されているため、トレッド溝の排水機能が低下する問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、トレッド溝の水はけ性能に支障を来すことなく、タイヤが安全使用限界にあることを外部から容易に認識することのできる車両用タイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明による車両用タイヤは、外部応力を受けて起電力を発生する発電素子と該発電素子の起電力で発光する発光体とを備える発光ユニットをタイヤトレッド溝間のタイヤトレッド部に埋設し、上記発光体からの光をタイヤトレッド面から外部に出射することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えばトレッド部が安全限界位置付近まで摩耗したときに、発光ユニットからの光をトレッド面から外部に出射することで、タイヤが安全使用限界にあるか否かを外部から容易に認識することができる。又、発光ユニットをタイヤトレッド溝間に埋設したので、トレッド溝の水はけ性能に支障を来すことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明の一形態を説明する。図１〜図４に本発明の第１形態を示す。図１に車両用タイヤの側面図を示す。
【００１０】
同図の符号１は、ラジアルタイヤ等の車両用タイヤであり、ホイール２に装着されている。図２に示すように、車両用タイヤ１の外周にはトレッド部３が形成されており、その内周にトレッド部３を補強する、コードゴム引き層等からなる少なくとも１層のベルト４が配設されている。尚、符号１０は接地面である。
【００１１】
トレッド部３は、所定深さのトレッド溝（図示せず）が回転方向に沿って多数形成されている。尚、符号４はトレッド溝の底部である。
【００１２】
又、トレッド部３には、トレッド溝の底部５よりも浅い予め設定された位置に使用限界位置６が設定されている。使用限界位置６は、これ以上トレッド溝の深さが浅くなるとスリップ防止性能、熱の放散性能、切損の拡大防止性能、走行性能等のタイヤ性能が低下する限界値を示しており、予め実験などから求めて設定されている。
【００１３】
一方、トレッド部３のトレッド溝間に発光ユニット７が埋設されている。図３に示すように、発光ユニット７は、発電発光部８と軟性導光部９とで構成されている。図４に示すように、発電発光部８はＬＥＤ（発光ダイオード）ホルダ１１を有し、このＬＥＤホルダ１１に、発光体としてのＬＥＤ１２が保持されていると共に、発電素子としての圧電バイモルフ素子１３の一端が固定されている。この圧電バイモルフ素子１３は円筒状に形成されたカバーケース１５に覆われており、このカバーケース１５の開口端がＬＥＤホルダ１１に装着されている。
【００１４】
圧電バイモルフ素子１３は、短冊状に形成された振動板１４の両面に、圧電素子としての圧電セラミックス素子１４ａ，１４ｂが張り合わされた構造を有しており、この振動板１４の一端がＬＥＤホルダ１１に片持ちで支持されている。又、この振動板１４の自由端側に重錘１６が固設されている。更に、各圧電セラミックス素子１４ａ，１４ｂに、ＬＥＤ１２から延出するリード端子１２ａ，１２ｂが各々接続されている。尚、本形態によるＬＥＤ１２は、リード端子１２ａ，１２ｂを各圧電セラミックス素子１４ａ，１４ｂに対して直接接続しているが、リード線を介して接続するようにしても良い。圧電バイモルフ素子１３は、圧電セラミックス素子１４ａ，１４ｂに撓み応力が加わると起電力が発生し、この起電力によりＬＥＤ１２が発光する。
【００１５】
この発電発光部８の先端に軟性導光部９が固設されている。軟性導光部９は、軟質塩化ビニール等、光透過性を有する有色或いは無色の軟質樹脂を用いて円柱状に形成されている。この場合、軟性導光部９に微粉末状の蓄光性蛍光体を添加させても良い。蓄光性蛍光体は、ＬＥＤ１２が発した光を吸収、蓄積、発光するもので、Ａｌ2 Ｏ3 、ＢａＣＯ3 、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＣｌ2 、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 、ＺｎＳｉ：Ｃｕ等の酸化物、塩類で生成されている。
【００１６】
発光ユニット７はトレッド溝間のトレッド部３に対して法線方向に沿って埋設されており、軟性導光部９の先端がほぼ使用限界位置６になるように配設されている。尚、発光ユニット７は１つの車両用タイヤ１に対して１つ配設されていても良いが、車両用タイヤ１の周方向に対して所定間隔毎に複数配設されていても良い。或いは、車両用タイヤ１の幅方向に対し、トレッド溝を跨いで所定間隔毎に複数配設されていても良い。更には、車両用タイヤ１の周方向と幅方向とに対して、所定間隔毎（例えば千鳥状）に複数配設されていても良い。
【００１７】
次に、このような構成による本形態の作用について説明する。車両が走行し、車両用タイヤ１に振動、応力歪み等の外部応力が発生すると、発光ユニット７の発電発光部８に内装する圧電バイモルフ素子１３に設けた振動板１４が揺動し、この振動板１４の両面に貼付されている圧電セラミックス素子１４ａ，１４ｂに曲げ応力が繰り返し発生する。
【００１８】
圧電セラミックス素子１４ａ，１４ｂは曲げ応力を受ける都度に起電力が発生し、この起電力により、両圧電セラミックス素子１４ａ，１４ｂにリード端子１２ａ，１２ｂを介して接続するＬＥＤ１２が発光する。ＬＥＤ１２からの光は軟性導光部９を介して、車両用タイヤ１の円周方向へ導かれるが、トレッド部３のトレッド面３ａが未だ使用限界位置６付近まで摩耗していないときは、軟性導光部９の先端が未だトレッド面３ａに露呈せず、トレッド部３に埋没されている状態であるため、外部に光が出射されることはない。
【００１９】
又、発光ユニット７はトレッド溝間に埋設されているため、トレッド溝の水はけ性能に支障を来すことがない。
【００２０】
一方、車両用タイヤ１が摩耗してトレッド面３ａが使用限界位置６付近に達し、発光ユニット７の軟性導光部９の先端がトレッド面３ａに露呈すると、軟性導光部９の先端からＬＥＤ１２の光が外部に出射し、スリップサインが表示される。
【００２１】
ＬＥＤ１２からの光によるスリップサインは第三者に簡単に認識させることができるため、例えば取り締まり者を含む第三者は、ＬＥＤ１２からの光によるスリップサインを認識したとき、当該車両を停止させて、そのことを運転者に報知することも可能である。
【００２２】
更に、後続車両の運転者が、先行車のタイヤ１からスリップサインが点灯していることを認識したときは、当該先行車との車間距離を開ける等の危険回避操作を事前に行うことができる。
【００２３】
この場合、ＬＥＤ１２、或いは軟性導光部９を注意喚起を促す色（例えば赤色）とすることで、車両用タイヤ１が安全使用限界に達していることを、第三者に的確に知らせることができる。
【００２４】
又、軟性導光部９に蓄光性蛍光体を添加させておくと良い。軟性導光部９に蓄光性蛍光体を添加することで、車両が停車した際にも、軟性導光部９から光を出射し続けさせることができ、運転者に対して当該タイヤ１が安全使用限界に達していることを知らせることができる。
【００２５】
尚、発光ユニット７内に、コンデンサー等を用いた充放電回路を配設し、圧電セラミックス素子１４ａ，１４ｂの起電力を蓄電し、所定電圧となったときに一気に放電することで強制的に点滅させるようにしても良い。
【００２６】
又、図５に本発明の第２形態を示す。上述した第１形態による発光ユニット７は車両用タイヤ１のトレッド部３に埋設されているが、本形態による発光ユニット７は、タイヤ製造後の後加工により車両用タイヤ１に埋設するようにしたものである。
【００２７】
本形態による軟性導光部９は、車両用タイヤ１のトレッド面３ａからＬＥＤホルダ１１の先端面まで形成されており、使用限界位置６付近で材料の配合が調整されている。すなわち、軟性導光部９は、ＬＥＤホルダ１１の前端面から使用限界位置６付近までを、第１形態と同様、光透過性を有する軟性樹脂を用いて形成することで光透過部位９ａとし、、使用限界位置６からトレッド面３ａまでを、カーボンなどの光不透過物質を添加することで光不透過部位９ｂとする。
【００２８】
その結果、タイヤ１の摩耗状態が、未だ使用限界位置６付近に達していなければ、ＬＥＤ１２からの光は光不透過部位９ｂにて遮断されるため、外部に出射されることはない。又、光透過部位９ａに露呈した場合は、第１形態と同様、ＬＥＤ１２からの光が光透過部位９ａを介して外部に出射される。
【００２９】
このように、本形態による発光ユニット７は、タイヤ製造後の後加工にて埋設するようにしたので、製造が容易になる。尚、軟性導光部９の光透過部位９ａと光不透過部位９ｂとは一体である必要はなく、別体であっても良い。光透過部位９ａと光不透過部位９ｂとを別体とした場合、両部位９ａ，９ｂは異なる軟性材料で形成するようにしても良い。
【００３０】
又、図６、図７に本発明の第３形態を示す。本形態では、ＬＥＤ１２として白色ＬＥＤを用いると共に、軟性導光部９を注意色導光部位９ｃと注意喚起色導光部位９ｄと光不透過部位９ｅとの３領域に区分したものである。
【００３１】
具体的には、軟性導光部９の基部側、すなわちＬＥＤホルダ１１の前端面側の部位を軸方向に沿って、図においては上下に二分割して、注意色導光部位９ｃと注意喚起色導光部位９ｄを形成し、先端側、すなわちトレッド面３ａ側に光不透過部位９ｅを形成する。又、注意色導光部位９ｃと注意喚起色導光部位９ｄとの境界部分に光不透過部位９ｅを介在させて仕切り、互いの領域に光が漏れないように設定する。
【００３２】
注意色導光部位９ｃは透過性軟性樹脂に、例えば赤色系着色剤を添加して形成し、注意喚起色導光部位９ｄは透過性軟性樹脂に、例えば黄色系着色剤を添加して形成する。更に、光不透過部位９ｅは、透過性軟性樹脂に、黒色系着色剤等の光不透過剤を添加して形成する。尚、各部位９ｃ〜９ｅは一体であっても、別体であっても良い。
【００３３】
更に、注意色導光部位９ｃの先端面は使用限界位置６付近に設定され、一方、注意喚起色導光部位９ｄの先端面は、トレッド面３ａ側に使用限界位置６から距離Ｌだけ突出した位置に設定されている。
【００３４】
このような構成では、車両用タイヤ１が摩耗すると、先ず、注意喚起色導光部位９ｄの先端面が露呈し、この先端面から外部に注意喚起色（例えば黄色）が発光され、取り締まり者を含む第三者に、当該車両のタイヤ１が安全使用限界に近づいていることを知らしめる。
【００３５】
そして、更にタイヤ１の摩耗が進行して使用限界位置６付近に達すると、注意喚起色導光部位９ｄと注意色導光部位９ｃとの双方から光が出射される。従って、これを遠方より認識した場合、注意喚起色導光部位９ｄから出射した光と、注意色導光部位９ｃから出射光との混在した色が認識される。尚、注意喚起色導光部位９ｄと注意色導光部位９ｃとの断面比率は１：１である必要はなく、この両導光部位９ｃ，９ｄの双方から出射される光の混在した色が赤色に近づくように、両導光部位９ｃ，９ｄの断面積の比率を設定しても良い。
【００３６】
本形態では、タイヤ１の摩耗が使用限界位置６付近に達して、注意色導光部位９ｃから注意色が出射される前の段階で、注意喚起色導光部位９ｄから注意喚起色が出射されるため、第三者は当該車両のタイヤ１の摩耗状態が安全使用限界に近づいていることを事前に認識することができる。
【００３７】
又、第１形態と同様、両導光部位９ｃ，９ｄに、各導光部位９ｃ，９ｄと同色の蓄光性蛍光体を添加させておくことで、停車後も発光させることができ、この発光状態から運転者にタイヤ１の摩耗状態を認識させることができる。
【００３８】
又、図８、図９に本発明の第４形態を示す。本形態では、軟性導光部９をＬＥＤホルダ１１の先端面からトレッド面３ａまで形成すると共に、この軟性導光部９を軸方向に沿って、図においては上下に二分割して、一方を任意色導光部位９ｇとし、他方を長さ方向で注意色導光部位９ｆと光不透過部位９ｈとに分割したものである。更に、図９に示すように、注意色導光部位９ｆと任意色導光部位９ｇとの境界部分に光不透過部位９ｈを介在させて仕切り、互いの領域に光が漏れないように設定している。
【００３９】
本形態では、通常走行時においても、ＬＥＤ１２からの光が任意色導光部位９ｇから外部に出射される。任意色導光部位９ｇの導光色は、注意色、及びそれに近似する色以外の色であれば何れでも良い。そして、タイヤ１が使用限界位置６付近まで摩耗して、注意色導光部位９ｃの端面がトレッド面３ａに露呈されると、任意色導光部位９ｇと注意色導光部位９ｆとの双方から光が出射される。
【００４０】
従って、これを遠方より認識した場合、任意色導光部位９ｇと注意色導光部位９ｆとの双方から出射される光の混在した色が認識される。尚、任意色導光部位９ｇと注意色導光部位９ｆとの断面比率は１：１である必要はなく、この両導光部位９ｆ，９ｇの双方から出射される光の混在した色が赤色に近づくように、両導光部位９ｆ，９ｇの断面積の比率を設定しても良い。
【００４１】
本形態では、通常走行においても、任意色導光部位９ｇ側から出射されるので、フォークリフトなど、限られた敷地内を走行する作業用車両のタイヤ１に、本形態による発光ユニット７を配設することで、作業用車両が作業中であることを遠方から認識させることができる。或いは、１つのタイヤ１に、本形態による発光ユニット７を多数埋設することで、イルミネーションとなり、アミューズメントセンターやテーマパーク等の遊戯施設において使用することができる。又、その際においても、タイヤ１が使用限界位置６付近まで摩耗すれば、注意色導光部位９ｆから注意色が発光されるので、タイヤの交換時期を従業員或いは監視員に的確に知らせることができる。
【００４２】
タイヤ１に発光ユニット７を多数埋設する場合、発光ユニット７毎に異なる発光色の任意色導光部位９ｇを用意し、これをタイヤ１にちりばめることで、種々の色の光を発光させことができる。
【００４３】
又、図１０に本発明の第５形態を示す。上述した各形態では、発光ユニット７を車両用タイヤ１の法線方向に沿って配設したが、本形態では、タイヤ１の、接地面１０から所定高さｈの位置、或いは中心線と水平線とがタイヤ１のトレッド面３ａで交わる角度（交差角）θを設定し、その位置に発光ユニット７を水平に埋設したものである。
【００４４】
おおよそ一般的な乗用車などの車両のリヤ側のタイヤ１を後方から見た場合、その上部がリヤバンパー等に隠れていているため、後方から認識することのできるタイヤの領域は、接地面１０から限られた高さの範囲となる。
【００４５】
この領域において、発光ユニット７からの光を後方から効率よく認識させるためには、車両毎に高さｈ、或いは交差角θを設定し、その位置で水平になるように、発光ユニット７の取付け位置を決定する。
【００４６】
本形態によれば、左右のタイヤ１を各々専用化する必要があるが、例えば、１つのタイヤ１に対して、左右用の発光ユニット７をそれぞれ埋設しておけば、左右のタイヤ１を共用化することが可能となる。
【００４７】
このように、本形態では発光ユニット７を所定高さｈ、或いは所定交差角θの位置で水平となるように設定したので、タイヤ１の上部がリヤバンパー等で隠れていても、発光ユニット７から発せられる光を後方から容易に認識することができ、視認性が向上する。
【００４８】
又、発光ユニット７を所定高さｈ、或いは所定交差角θの位置で水平となるように設定することで、相対的に発光ユニット７をトレッド部３の肉厚方向に対して斜めに配設することができるため、最近の超扁平タイヤ等、肉厚の薄いタイヤにおいても発光ユニット７を良好に埋設させることができる。
【００４９】
又、図１１、図１２に本発明の第６形態を示す。本形態は、上述した第５形態の変形例である。第５形態による発光ユニット７であっても、発電発光部８の長さが長い場合、発光ユニット７を埋設することが困難になる場合がある。本形態では、発電発光部８と軟性導光部９とを、くの字状に屈曲させたキャップ２１を介して接続したものである。
【００５０】
図１１に示すように、発電発光部８と軟性導光部９とを、くの字状に屈曲させたキャップ２１を介して接続することで、発電発光部８をベルト４の外周に沿った状態で埋設させることが可能となり、スペース効率が良くなる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第１形態による車両用タイヤの側面図
【図２】同、図１のII部拡大図
【図３】同、図２のIII部拡大図
【図４】同、発光ユニットの断面側面図
【図５】第２形態による図３相当の拡大図
【図６】第３形態による図３相当の拡大図
【図７】同、図６のVII−VII断面図
【図８】第４形態による図３相当の拡大図
【図９】同、図８のIX-IX断面図
【図１０】第５形態による図２相当の拡大図
【図１１】第６形態による図２相当の拡大図
【図１２】同、図１１のXII-XII部拡大図
【符号の説明】
【００５２】
１…車両用タイヤ、２…ホイール、３…トレッド部、３ａ…トレッド面、４…ベルト、５…底部、６…使用限界位置、７…発光ユニット、８…発電発光部、９…軟性導光部、９ａ…光透過部位、９ｂ…光不透過部位、９ｃ…注意色導光部位、９ｄ…注意喚起色導光部位、９ｅ…光不透過部位、９ｆ…注意色導光部位、９ｇ…任意色導光部位、９ｈ…光不透過部位、１０…接地面、１１…ＬＥＤホルダ、１２…ＬＥＤ、１２ａ，１２ｂ…リード端子、１３…圧電バイモルフ素子、１４…振動板、１４ａ，１４ｂ…圧電セラミックス素子、１５…カバーケース、１６…重錘、２１…キャップ、θ…交差角、Ｌ…距離、ｈ…高さ
代理人    弁理士    伊  藤    進
【図１】
2005343393.tif 000003
【図２】
2005343393.tif 000004
【図３】
2005343393.tif 000005
【図４】
2005343393.tif 000006
【図５】
2005343393.tif 000007
【図６】
2005343393.tif 000008
【図７】
2005343393.tif 000009
【図８】
2005343393.tif 000010
【図９】
2005343393.tif 000011
【図１０】
2005343393.tif 000012
【図１１】
2005343393.tif 000013
【図１２】
2005343393.tif 000014